(一) 食品膠的功能Ҏ(gu)?/h3>
目前Q在眑֤食品中特別是在西方的食品產品中幾乎找不到一E食品不含有親水膠體充當體系I定劑。食品膠廣泛應用於食品工業中、應用於食品中時Q所加入的食品膠也往往不只起一E作用，即發揮了(jin)多種作用Q食品膠往往h多種功能?br>
食品膠作ZE親水膠體，是一E膠體物。它h所有膠體應h的基本性質Q包括擴散和布朗運動、沉降現象、滲透壓、光學性質、流變學性質、膠體質點周圍有雙電層、電動現?L和電?、聚沉現象、穩定和i凝作用{。食品膠在食品中的廣泛應用主要原因在於它們都有著a多的功能特性。對於大多數食品膠而言Q這些功能Ҏ(gu)最重要的是各種膠的_度Ҏ(gu)或其增E性；其次是膠凝特性（當然它要能夠成膠Q，Q並且它們所形成的膠的特性和質構往往各不相同Q從而其在食品工業中的應用圍相當廣泛。表1 列出?jin)食品膠的一些功能特性?br>
? 食品膠的功能Ҏ(gu)?br>
| 功能Ҏ(gu)?/td>
| 應用食品舉例 |
| I定?/td>
| 霜淇淋、沙拉調x |
| 增稠?/td>
| 果醬、調x |
| 膠凝?/td>
| 布丁、軟p?/td>
|
| 懸Q?/td>
| 懸Q飲料 |
| 起霧?/td>
| 果汁飲料 |
| 膨脹?/td>
| 肉製?/td>
|
| 脫水收縮抑制?/td>
| 乳酪、冷凍食?/td>
|
| 乛_?/td>
| 沙拉調味?/td>
|
| 微膠囊壁?/td>
| _末香精 |
| i凝?/td>
| ?/td>
|
| 澄清?/td>
| 啤酒 |
| 冰晶抑制?/td>
| 霜淇淋、糖ѝ冷凍食?/td>
|
| 泡沫I定?/td>
| 啤酒 |
| 膳食U維 |
麵包、S食製?/td>
|
| 被膜?/td>
| p果 |
| 凝固?/td>
| 늉食品 |
於食品膠的功能性來說，a多膠的凝膠Ҏ(gu)與膠溶液粘度之間有一定的盔R性，比如明膠Q低ȃ度時能用作增稠劑，但在高濃(j)度時Q卻能用作膠凝劑。同時，溫度也有影響Q對大多敔R品膠而言Q隨著n度的升高Q其_度會下降，從而會明顯降低增稠的功能。在一般情況下Qn度的升高食品膠_度的媄(jing)韉K似於食品膠濃(j)度的下降。食品膠溶液在擠壓、攪拌等切變力作用下發生切變E化，_度降低Q食品膠凝膠在切變力作用下也會發生膠溶或者觸變現象。只要外力一停止Q膠溶或變稀的溶液又往往可以凍結成凝膠?br>
Q二Q膠凝?/h3>
有些食品膠如明膠、洋菜膠、果膠等溶液Q在溫熱條g下為_稠體Q當溫度降低時，溶液分子連接成網狀i構Q溶劑和其他分散介質全部被包含在E狀i構之中Q整個體pL?jin)失L動性的半固體，也就是凝膠。前面提刎ͼ所有的食品膠都有粘度特性並h增稠的功能，但只有其中一部分的食品膠h膠凝的特性，並且它們的成膠Ҏ(gu)往往各不相同Q利用它們的膠凝性在食品中應用時Q在大多數情況下也不能相互替代，也就是說一E能成凝膠的食用膠在某一E食品中的應用往往是特定的Q很難用其他膠體來替代，原因在於各種食用膠的成膠模式、品質、穩定性、口感及(qing)可接受性等Ҏ(gu)都不一樣，或至不完全相同。儘在應用這些h膠凝Ҏ(gu)的食品膠進行某種食品開發時，研製者有多種選擇Q但一般並不能獲得品質完全一樣的食品?br>
另外值得一提的是，不少食品膠儘單獨存在時不能形成凝膠Q但它們合在一赯配用時Q卻能Ş成凝膠，即食品膠之間能呈珑և增稠和凝膠的協同效應Q如鹿角菜膠和刺槐豆膠；三仙膠和刺槐豆膠Q黃蓍膠和v藻酸鈉等Q這些增效效應的共同特點是Q合膠液經過一定的時間後能形成為高強度的凝膠或使得體系的粘度大於體pM各組分單獨存在時的粘度的^和Q即產生1+1>2的效應?br>
這方面典型的例子如刺槐豆膠和三仙膠，刺槐豆膠和三仙膠本n都無法Ş成凝膠，但刺槐豆膠或三仙膠非帔R著的Ҏ(gu)就是與三仙膠或刺槐豆膠的協效增E性和協效凝膠性，刺槐豆膠可按一定比例同三仙膠複配成合食品膠Q即能成為理想的增稠劑和膠凝劑。有學者研I發現，當三仙膠與刺槐豆膠在^濃(j)度為Q％Q共h例為60/40時，它們之間可以達到協同相互作用的最x果。同時還發現這種怺協同作用的D弱除?jin)兩者的共比例外，還與刺槐豆膠的QＧQ甘露糖與半乳糖之比Q比值有關，此外凝膠的製備n度和鹽離子濃(j)度等因素共混凝膠化也有不同E度的媄(jing)ѝ這些內容在往後的主題中再詳細談論?br>
食品膠Ş成凝膠的膠凝臨界ȃ度、膠凝臨界n度隨體系的pH、電解質的存在、其他蛋白質和多p的存在而變化。有些食品膠體在ȃ度較高或在外界溫度、pH、離子、濃(j)度等條g適宜情況下才可Ş成凝膠。一般說來，h較多親水基團的多p易形成凝膠Q支鏈較多的多糖因受酸、堿、鹽影響，不易形成凝膠Q但有可能與其他膠複配Ş成凝膠。陰離子多糖在有電解質存在下易Ş成凝膠，通常可以d電解質和螯合劑來調節凝膠形成速度和D度。表2列出?jin)一些食用膠的膠凝特性?br>
? 食用膠膠凝特?br>
| 食品?/td>
| 溶解?/td>
| 受電解質影響 |
受熱影響 |
膠凝制 |
膠凝特別條g |
凝膠性質 |
透明?/td>
|
| 明膠 |
熱溶 |
不媄(jing)?/td>
| 室n融化 |
熱凝?/td>
| |
柔軟有彈?/td>
| 透明 |
| z菜?/td>
| 熱溶 |
不媄(jing)?/td>
| 能經受高壓鍋D |
熱凝?/td>
| |
堅固、脆 |
透明 |
| κ-鹿角菜膠 |
熱溶 |
不媄(jing)?/td>
| 室n不融?/td>
| 熱凝?/td>
| 鉀離子 |
?/td>
| 透明 |
| κ-鹿角菜膠與刺槐豆?/td>
| 熱溶 |
不媄(jing)?/td>
| |
熱凝?/td>
| 鉀離子 |
彈?/td>
| 渾濁 |
| ι-鹿角菜膠 |
熱溶 |
不媄(jing)?/td>
| |
熱凝?/td>
| 鈣離?/td>
| 柔軟有彈?/td>
| 透明 |
| 酔R |
h |
影響 |
非可逆性凝膠，不融?/td>
| 化學凝膠 |
與Ca2+反應成膠 |
?/td>
| 透明 |
| 高酯果膠 |
熱溶 |
不媄(jing)?/td>
| |
熱凝?/td>
| 需要糖、酸 |
伸展?/td>
| 透明 |
| 低酯果膠 |
h |
影響 |
|
化學凝膠 |
與Ca2+反應成膠 |
|
透明 |
| 阿拉伯膠 |
h |
不媄(jing)?/td>
| |
熱凝?/td>
| |
軟，耐咀?/td>
| 透明 |
| 三仙膠與刺槐豆膠 |
熱溶 |
不媄(jing)?/td>
| |
熱凝?/td>
| 複合成膠 |
彈性，似橡?/td>
| 渾濁 |
於食品膠的膠凝制Q國內外這方面的文獻報導不少Q但還不是很清楚。膠凝現象一般可以簡單描q為親水膠體的長鏈分子相互交聯而Ş成能液體纏J固定在內的三維連續式網路，並由此獲得堅固嚴密的i構以抵制外界壓力而最i能L體系的流動。也是說，食品多糖膠膠凝劑通過分子鏈的交互作用形成三維E\從而水從體轉變成能脫模的“固體”。凝膠中能包含的水分可高?9%之多Q常見的食品凝膠包括果凍、布丁、膠化汽水、膠化果汁、膠化果醬、膠化牛奶、凝膠糖{?br>
據認為，各種親水膠體的膠凝特性不同主要是因為三維E\的纏J度、分子交聯的敔R和屬性、Ş成網路各單元的相互吸引和排斥以及(qing)與不同溶劑作用的差異{原因引L(fng)?br>
膠凝制的不同可通過幾E常見食品膠的不同膠凝特性說明來理解。明膠的膠凝Ҏ(gu)就比較特別Q它能Ş成蛋白質的頗具彈性的凝膠Q如上表所C，鹿角菜膠需在有鉀離子條g下能形成x化合物類的螺旋式凝膠Q這也是其他一些v藻膠和碳水化合物的成膠方式；還由上表可知Qv藻酸鈉能通過與鈣離子發生化學反應同時形成交聯而獲得一E特D的凝膠。由此可見膠凝機制主要可分為三類Q?br>
1.蛋白質類膠凝Q明膠）(j) 明膠凝膠是膠體化怸的典型凝膠，從理論到應用它的研I已有近二百q的歷史Q但到現在，它的膠凝機理還未完全清楚，一般認為明膠成膠時Q蛋白質中的多肽鏈相互交聯得每分子能Ş成約五或六個結晶性區域，這些交聯可能是由於}基酸與側鏈羧Z間發生的鹽鍵作用力而產生的。明膠在MpH情況下和無需其他物質如Ca2+、糖的協助都能同水作用Ş成均一的凝膠，該凝膠為熱可逆性的Q加熱可以融化，冷卻後又會再ơ成?
?br>
2.p?nbsp; 鹿角菜膠、洋菜膠{紅L取物膠體都是這種膠凝方式Q它們的共同i分酸酯半乌p在形成這種凝膠時往往要經歷三個明的階段Q自qJ，雙重螺旋Q聚集，其中所形成的雙重螺旋結構是形成這類凝膠E\的基C?br>
3.化學膠凝 離子性的食品?如v藻酸)在有高價金屬離子存在下可以Ş成凝膠，而與溫度高低沒有關係。由?可知Qv藻酸鈉和低酯果膠都是通過與鈣離子發生化學反應交聯而獲得一E特D的凝膠。直到現在，一般認為，這種交聯是由於鄰q聚合物鏈上的兩個羧基基團與鈣離子作用Ş成離子橋或通過每一聚合物鏈上的o基和基基團同鈣離子發生螯合作用而Ş成的?br>
4.其他膠凝制 其他多糖凝膠的Ş成機制與上述q膠凝原理會有所不同Q蛋白質之間、多p之間以?qing)蛋白質與多p之間可以Ş成共混凝膠，共凝膠的Ş成能降低單獨形成凝膠的膠凝臨界n度、膠凝臨界濃(j)度，甚至兩種單獨不能形成凝膠的高分子共後能形成凝膠Q這對於加工特色食品、生產新型的布丁、果凍、飲料和p果{食品都很有益處。如高酯果膠Q它形成凝膠需要有一定的含糖量（60?5%Q和pHQ?.0?.5Q條件。在果膠液中dp類Q其目的在於脫水Q促(j)使果膠粒周圍的水化層發生變化Q原來膠粒表面吔R水減，膠粒與膠_易於結合而為鏈狀膠束。高度失水能加快膠束的凝聚，並相互交J，無定向地i成一E連接鬆弛的三E網路結構，在網路交界處形成無數I隙Q由於氫鍵和分子間引力的作用Q緊R吸附著p?水的分子。最iŞ成一E具有一定D度和i構似L(fng)的凝膠體。但果膠的膠束失水後形成i晶而沉澱，在果?p溶液分散體pd需要添加一定數量的酸有利於形成凝膠Q因為酸產生的氫離子能中和果膠所帶的負電P當pH達到一定值時Q果膠接q電中性，於是其溶解度降至最，從而加酸加速了(jin)果膠膠束的Ş成、結晶、沉澱和凝聚?br>
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